Пантелейчук А. Основы выбора цифровых сигнальных процессоров (2006), страница 2

При этом необходимо иметь в виду, чтобольшее удобство для разработчика (обычно связываемое сиспользованием при программировании DSP языков высокогоуровня) в большинстве случаев оборачивается получениемменее компактного и быстрого кода, что оборачиваетсянеобходимостью использования более мощных и дорогихDSP. С другой стороны, в современных условиях скоростьразработки (и, следовательно, выхода нового изделия нарынок) может принести больше выгод, чем затраты временинаоптимизациюкодапринаписаниипрограммынаассемблере.Крометого,следуетпомнить,чтобезошибочныхпрограмм не бывает, поэтому средства отладки и возможностькоррекции программ в готовом устройстве очень часто имеютпервостепенное значение.

В то же время при выборе DSP исредствразработкинеобходимоучитыватьнекоторыеособенности архитектуры процессоров.Те, кто использует компиляторы с языков высокогоуровня (ЯВУ), иногда замечают, что они генерируют лучшийкод для процессоров с плавающей точкой. Это происходит понесколькимпричинам:во-первых,большинствоязыковвысокого уровня изначально не поддерживают арифметику сфиксированной точкой, во-вторых, система команд DSP сфиксированной точкой более ограничена, и в-третьих,процессоры с плавающей точкой обычно накладываютменьшие ограничения на объем используемой памяти.Наилучшие результаты получаются при компиляциипрограмм на ЯВУ для VLIW-процессоров (процессорах сосверхдлинным словом команды) с простой ортогональнойRISC-системой команд и большими регистровыми файлами.Однакодажедляэтихпроцессоровгенерируемыйкомпилятором код получается более медленным по сравнениюс оптимизированным вручную ассемблерным.

С другойстороны,возможностьсначаласмоделироватьпроцессобработки сигнала в программе типа MathLab с дальнейшейавтоматической трансляцией его в программу для DSPпозволяет избавиться от множества серьезных ошибок еще наначальном этапе разработки.Отладку готовых программ можно производить либо нааппаратном эмуляторе готовой системы, либо на программномсимуляторе.

Обычно отладка на симуляторе несколько прощес точки зрения используемой аппаратуры, однако она непозволяет выявить все возможные ошибки. Почти всепроизводители обеспечивают разработчиков и симуляторами,и эмуляторами своих DSP. Почти все современные DSPподдерживают внутрисхемную эмуляцию в соответствии состандартомIEEE1149.1JTAG.Прииспользованиитехнологии JTAG мы переходим от эмуляции процессоравнешним устройством к непосредственному контролю надпроцессором при выполнении программы, что позволяетзначительноувеличитьстепеньсоответствиямакетареальному устройству и, следовательно, повысить надежностьпроцесса отладки.Помимо эмуляторов, производители предлагают широкийнабортакназываемых«стартер-китов»и«оценочныхмодулей», с помощью которых можно сразу приступить кразработке приложения, не дожидаясь изготовления макетаразрабатываемого устройства.

Кроме этого, в некоторыхприложениях эти средства разработки можно использоватькак конечные устройства.ЭнергопотреблениеDSP-процессоры широко используются в мобильныхустройствах, где потребление мощности является основнойхарактеристикой.Длясниженияэнергопотребленияиспользуется множество методов, в том числе уменьшениенапряженияпитанияивведениефункцийуправленияпотреблением, например, динамического изменения тактовойчастоты, переключения в спящий или дежурный режим илиотключения неиспользуемой в данный момент периферии.Следует отметить, что эти меры оказывают значительноевоздействиенекорректномнаскоростьработыиспользованиипроцессорамогутипривестиприкнеработоспособности проектируемого устройства (в качествепримера можно привести некоторые сотовые телефоны,которые в результате ошибок в программах управленияэнергопотреблением иногда переставали включаться) или кухудшению его эксплуатационных характеристик (например,значительному времени восстановления работоспособностипри выходе из спящего режима).Оценка потребления мощности является не простойзадачей, так как эта величина варьируется в зависимости отвыполняемых процессором задач.

К сожалению, большинствопроизводителейпубликуюттолько«типичное»и«максимальное» потребление, а что понимается под этимиопределениями, не всегда ясно. Исключением являетсякомпания Texas Instruments, которая указывает потреблениемощности в зависимости от типа команды и конфигурациипроцессора.СтоимостьСтоимостьпроцессора,несомненно,являетсяопределяющей величиной при выборе DSP, особенно прибольшихобъемахпроизводства.Обычноразработчикистремятся выбрать наиболее дешевый процессор, однакоследует учитывать, что это может привести к значительнымзатратам на переделку устройства, если выбранный процессорпо каким-либо причинам не позволит добиться нужныххарактеристик.

Кроме того, при выборе процессора покритерию стоимости необходимо принимать во вниманиестоимостьвнешнихкомпонентов(например,DSPсовстроенной памятью достаточного объема стоит дорожеаналогичного без встроенной памяти, но цена устройства вцелом на его основе может быть значительно ниже из-заотсутствия других компонентов и меньшего размера печатнойплаты). Очень значимым фактором, влияющим на стоимостьDSP, является тип его корпуса: ИС в керамических корпусах,рассчитанные на промышленные или специальные условияэксплуатации, стоят значительно дороже таких же ИС,работающих в коммерческом диапазоне температур. И,наконец, цена процессора очень сильно зависит от объема ирегулярности поставок.Методология выбора процессораКак показано ранее, правильный выбор DSP сильнозависит от приложения: процессор может хорошо подходитьдля одних приложений, но абсолютно не подходить длядругих.

При выборе процессора нужно определить самыеважные в конкретном случае характеристики и расставить ихпо степени важности. Затем в соответствии с этимикритериями отобрать возможных кандидатов и, наконец,выбрать из подходящих лучший, обращая внимание надополнительные, не критичные характеристики. При этомцелесообразнопроцессоров,воспользоватьсяпроизводимойоценкойхарактеристиккакой-либоавторитетнойкомпанией (например, BTDI). Следует помнить, что BTDIпроизводит оценку DSP не только по быстродействию, но и подругимкритериям:эффективностипамяти,энергопотреблению и т.д.Например, для реализации приложения для нас в первуюочередь важны скорость, цена, эффективность работы памятииэнергопотребление.Мыопределилиосновныхпретендентов, среди которых DSP с ядром C64x и C64x+ отTexas Instruments и TigerSHARC от Analog Devices.

Нарисунке 2 показан граф сравнительных характеристик этихпроцессоровпокритериямскорости,стоимости,энергопотребления и удобству средств разработки.Рис. 2. Диаграмма для выбора DSPТеперь приоритеты. Если нам в первую очередьнеобходима высокая скорость и низкая цена, мы выбираемTexasInstruments.Еслимыконструируеммобильноеустройство и нам нужно низкое энергопотребление, причеммы готовы пожертвовать скоростью, берем Analog Devices. Неисключена вероятность того, что выбранные процессорыокажутся очень близки по ключевым параметрам. В этомслучаевыборбудетхарактеристиками:предыдущимопределятьсядоступностьюопытомнекритичнымисредствразработчика,отладки,доступностьюкомпонентов и т.д.Тщательный выбор цифрового сигнального процессораеще на начальном этапе разработки может помочь избавитьсяот излишних затрат, связанных с выбором неподходящегоDSP, и сократить как время разработки в целом, так и время исредства на выявление ошибок.ЛитератураJeff Bier, Choosing a Processor: Benchmarks and Beyond(S043), Berkeley, California: Berkeley Design Technology, Inc.,USA, 2006.Choosing a DSP Processor, Berkeley, California: BerkeleyDesign Technology, Inc., USA, 2000.Статьяопубликованакомпоненты" №6 2006вжурнале"Электронные.